DE2346974A1

DE2346974A1 - Verfahren und abbildungseinrichtung zum sequentiellen steuern einer optischen kenngroesse

Info

Publication number: DE2346974A1
Application number: DE19732346974
Authority: DE
Inventors: Joseph Borel; Jean-Claude Deutsch; Guy Labrunie; Jacques Robert
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1973-09-18
Filing date: 1973-09-18
Publication date: 1975-04-03
Also published as: CA1006939A

Description

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410-21.410P 18. 9. 1973

Commissariat ä I¹Energie Atomique, Paris (Prankreich)

Verfahren und Abbildungseinrichtung zum sequentiellen Steuern einer optischen Kenngröße

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum sequentiellen Steuern einer eine quadratische Funktion einer Erregung darstellenden und jeweils einen von zwei Werten E, und Ep annehmenden optischen Kenngröße an verschiedenen, jeweils durch die Überschneidung von zu Zeilen und Spalten angeordneten Leitungen definierten Punkten eines Materials mittels längs dieser Leitungen laufender Erregersignale sowie auf eine nach einem solchen Verfahren arbeitende Abbildungseinrichtung auf Flüssigkristallbasis.

Ein solches Steuerverfahren ist unter der Bezeichnung "Kreuzstabsteuerung" bekannt. Dabei liegt jeder Materialpunkt oder genauer gesagt jede einen solchen Materialpunkt

4lO-B5O75.3-DfF

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umgebende Zone im Kreuzungsbereich einer Zeilenleitung und einer Spaltenleitung. Um jeden solchen Punkt zu kodieren, also der optischen Kenngröße an der Stelle dieses Punktes den Wert E, oder den Wert E-, denen in logischer Ausdrucksweise die logischen Niveaus 0 und 1 entsprechen, zu geben, wird an die einem zu kodierenden Punkt entsprechende Zeilenleitung ein Signal mit dem logischen Niveau 1 und an alle übrigen Zeilenleitungen ein Signal mit dem logischen Niveau 0 angelegt, während an die dem zu kodierenden Punkt entsprechende Spaltenleitung je nachdem, ob der zu kodierende Punkt in den logischen Zustand 0 oder den logischen Zustand 1 überführt werden soll, ein Signal vom logischen Wert 0 bzw. 1 und an alle übrigen Spaltenleitungen ein Signal vom logischen Wert 0 angelegt wird. Dabei sind die Begriffe "Zeilen" und "Spalten" lediglich so zu verstehen, daß sie zwei Richtungen voneinander unterscheiden, entlang deren die Erregersignale angelegt werden, sie haben jedoch keinerlei räumliche Bedeutung, und sind insbesondere nicht mit einem horizontalen oder vertikalen Leitungsverlauf gleichzusetzen.

In einem Speicher entsprechen die verschiedenen Punkte entlang einer Zeile den* verschiedenen Bits ein und desselben Wortes, während die verschiedenen Punkte entlang ein und derselben Spalte (beispielsweise der i.-ten Spalte) jeweils dem Bit mit dem Range i in den verschiedenen Worten zugeordnet sind. Auch diese Definitionen haben selbstverständlich keine einschränkende Bedeutung und dienen nur zur Präzisierung der in der nachstehenden Beschreibung verwendeten Terminologie.

Eine der hauptsächlichen Schwierigkeiten für eine solche Art der Steuerung ergibt sich aus dem Akkumulations-

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effekt, der sich auf der Höhe der nicht angesprochenen Punkte einstellen kann. Genauer gesagt besteht diese Schwierigkeit in dem Unterschied im Akkumulationseffekt zwischen den verschiedenen Materialpunkten.

Dieses Problem wird besser verständlich, wenn man die Darstellung in Pig. 1 betrachtet, die ein Steuersystem mit "Kreuzstabsteuerung " für einen Speicher mit drei Zeilen und drei Spalten schematisch wiedergibt.

Jede in Fig.l dargestellte Zelle a. . entspricht einem Speicherplatz. Die Zellen a.. , a.p und a., der Zeile x. entsprechen den verschiedenen Bits des Wortes W.. In der Darstellung in Fig. 1 ist für jede Zelle a.. der logische Zustand angegeben, in dem sich diese Zelle befindet, beispielsweise herrscht in der Zelle a^ der logische Zustand 1, in der Zelle a,p der logische Zustand 0 usw.

Für eine Kodierung der Bits der Zeile X₁ wird an die der Zeile X₁ zugeordnete Zeilenleitung ein Signal T' vom logischen Niveau 1 und an die den Zeilen x„ und x.-, entsprechenden Zeilenleitungen ein Signal vom logischen Niveau 0 angelegt; gleichzeitig wird an die den Spalten y.. und y., in Fig. 1 entsprechenden Spaltenleitungen ein Signal T mit dem logischen Niveau 1 und an die der Spalte y₂ e/ntsprechende Spaltenleitung ein Signal mit dem logischen Wert 0 angelegt. In der gleichen Weise wird für die Kodierung der Bits der den zeilen X₂ und.x,, entsprechenden Worte vorgegangen. Die Analyse der Matrix vollzieht sich sequentiell.

Zieht man beispielsweise für den in Fig.l dargestellten Fall die Bilanz der an den einzelnen Speicherpunkten a.. anliegenden Signale, so stellt man fest, daß der Speicherpunkt a₂₂, der den logischen Wert 1 annehmen soll, global

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das Signal T + T' zugeführt erhält, während der Speicherpunkt a,,, an dem der logische Wert 0 herrschen soll, insgesamt mit einem Signal T' + 2T und der Speicherpunkt a,^, der den logischen Wert 1 verkörpern soll, insgesamt mit einem Signal T^! + j5T gespeist worden ist.

Nimmt man als Beispiel ein aus einer Flüssigkristallschicht bestehendes Material, wie es unten noch im einzelnen besprochen wird, das durch die Anlage elektrischer Spannungen gesteuert werden kann, und betrachtet als zu steuernde optische Kenngröße dieses Materials deren optischen Brechungsindex, so vollzieht sich die Änderung A η des optischen Brechungsindex η in der Flüssigkristallschicht nach der Formel:

A η =

exp,

in der A η und A für ein vorgegebenes Material und für einen Spannungsimpuls vorgegebener Länge und Größe Konstante sind, und es ergibt sich dann

für die Speicherzelle a.^· An₁ =An_QQ exp. A |τ + T^f

t_ η =Z\n exp. AT'+ 2T'

Ji. O ^^ OO

woraus dann die Beziehung folgt:

^ ⁿl a₂₂ = exp. AT (2T' - T)

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und für die Speicherzelle a„ ergibt sich:

exp. A

(T + T') ²+2T

woraus sich wiederum ergibt:
Δ η

A¹S 2T^!

womit sich aufgrund des Akkumulationseffektes der Kontrast zwischen den verschiedenen logischen Werten "1" und den verschiedenen logischen Werten "0" in ungleicher Größe ergibt.

Ohne den Akkumulationseffekt ergäbe sich:

An₁ =^n_Qo exp. A (T + T^?) ²
An₀ =An₀₀ exp. AT'²

woraus dann wiederum folgt:

-—-i = exp. A T (2T' + T)

Der Beleuchtungskontrast variiert im gleichen Sinne wie das Verhältnis Δ η. /A η , und daraus ergibt sich, daß in bestimmten ungünstigen Fällen Materialpunkte vom logischen Niveau 1 einen Brechungsindex zeigen können, der sehr nahe bei dem Wert liegt, der sich auch für Speicherpunkte vom logischen Niveau 0 ergibt.

Dadurch wird selbstverständlich ein solcher Speicher in seiner Anzeige sehr unzuverlässig, da die Kodierung

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letztlich zur Anzeige des logischen Wertes 1 führen könnte, obwohl an der entsprechen! en Speicherstelle eigentlich der logische Wert 0 enthalten sein müßte.

Zur Bewältigung dieses Problems sind bereits mehrere Lösungen vorgeschlagen worden.

Bei bestimmten Lösungen, die sich speziell auf den Fall von durch Spannungsimpulse gesteuerten Flüssigkristallen beziehen, werden besondere Erregungspegel gewählt, um eine möglichst große Differenz zwischen den an den Speicherpunkten mit dem logischen Niveau 0 und an den Speicherpunkten mit dem logischen Niveau 1 anliegenden Spannungen zu erhalten.

Beispielsweise sind die folgenden Signalpaare vorgeschlagen worden:

Für die Wortsteuerung + V/2 während der Adressierung und 0 danach und

für die Bitsteuerung 0 für das logische Niveau 0 und - V/2 für das logische Niveau 1

oder auch

für die Wortsteuerung + V/2 während der Adressierung und - V/6 danach und

für die Bitsteuerung + V/6 für das logische Niveau 0 und -V/2 für das logische Niveau 1. Diese Steuersignale können rechteckige Gleichspannungsimpulse oder Wechselspannungsimpulse sein. Im letzten Falle versteht es sich, daß die angegebenen Spannungswerte Effektivspannungen sind, daß alle Signale in Phase miteinander sind und daß das negative Vorzeichen eine Phasenverschiebung um It bedeutet.

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Diese verschiedenen Arten der Kodierung ermöglichen es zwar, die Auswirkungen des Akkumulationsphänomens zu vermindern, sie gestatten es jedoch in keinem Falle, diese Auswirkungen völlig zu unterdrücken. Wie bereits oben dargelegt, wirkt sich jedoch dieses Akkumulationsphänomen sehr stark auf die Güte der in dieser Weise gebauten Speicher aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, auf dem sich unter Vermeidung der oben geschilderten Mängel der bekannten Verfahren und Anordnungen eine optische Kenngröße eines Materials in der Weise durch ErregersignaIe steuern läßt, daß an allen Punkten dieses Materials der gleiche Akkumulationseffekt hervorgerufen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß an die durch einen Punkt, an dem die optische Kenngröße gesteuert werden soll, gehende Zeilenleitung ein Erregersignal A- und an alle übrigen Zeilenleitungen das Signal 0 angelegt wird, während an die durch den Punkt gehende ' Spaltenleitung für eine Umsteuerung der optischen Kenngröße auf den Wert E, ein mit dem Erregersignal A, gleichphasiges Erregersignal A₂, für eine Umsteuerung der optischen Kenngröße auf den Wert Ep jedoch ein in Bezug auf den Nullpegel für die Erregersignale zum Erregersignal A₂ symmetrisches Erregersignal A, und an alle übrigen Spaltenleitungen das Erregersignal A₂ angelegt wirdτ

Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich an jedem Speicherpunkt der gleiche Störeffekt, und dies führt, wie im folgenden noch gezeigt werden wird, zu einer Multiplikation der Werte für die optische Kenn-

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größe, die ohne das AkkumulationsPhänomen erhalten werden würden, mit einem konstanten Faktor.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Wert der optischen Kenngröße für alle Punkte längs einer Zeile gleichzeitig gesteuert, in _dem an die den Punkten, an denen die optische Kenngröße auf den Wert E, gesteuert werden soll, entsprechenden Spaltenleitungen das Erregersignal A₂ und an alle übrigen Spaltenleitungen das Erregersignal. A, angelegt wird.

Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzulegenden Erregersignale A,, A₂ und A-* können entweder Gleichspannungen oder Wechselspannungen sein. Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen diese Erregersignale jeweils aus einem bipolaren Impuls.

Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen die Erregersignale A,, Ap und A, aus Gleichspannungsimpulsen, .bipolaren Impulsen oder Wechselspannungsimpulsen von einer solchen Dauer t und Amplitude, daß nach Verstreichen der Zeitdauer t die zu steuernde optische Kenngröße je nachdem, ob an dem entsprechenden Speicherpunkt das Signal A, + A₂ oder das Signal A₁ + A, anliegt, den Wert E₁ bzw. den Wert E₂ angenommen hat.

Einen bevorzugten Anwendungsfall für die Erfindung bildet eine Abbildungseinrichtung, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß sie eine Zelle mit einer

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Flüssigkristallschicht, in der eine optische Kenngröße C von einem elektrischen Feld abhängt, das an zwei die Flüssigkristallschicht zwischen sich einschließenden und ihrerseits auf zwei isolierenden Wänden angeordneten transparenten Elektrodensystemen anliegt, die eine Mehrzahl von Erregungspunkten in der Flüssigkristallschicht festlegen, eine elektrische Schaltung mit den Erreger Signalen A,, Ap und A-* zugeordneten Spannungsquellen und eine Adressiereinrichtung zum Verbinden dieser Spannungsquellen mit den Elektroden jedes Speicherpunktes aufweist.

Für die weitere Erläuterung der Erfindung wird nunmehr wieder auf die Dars teilung in der Zeichnung Bezug genommen, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele für die Erfindung veranschaulicht sind; insbesondere zeigen in der Zeichnung:

Fig. 1 ein bereits oben erläutertes Diagramm zur Veranschaulichung des Akkumulationsphänomens;

Fig. 2 ein entsprechendes Diagramm für den Fall eines Steuersystems· gemäß der Erfindung;

Fig. 5 Kurven für den Verlauf der an die Zeilenleitungen und die Spaltenleitungen einer Abbildungseinrichtung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzulegenden Erregersignale und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung für ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Abbildungseinrichtung.

Für die nachstehende Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist als dieses erläuterndes, sei&ⁿUmfang

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- ίο -

jedoch nicht einschränkendes Beispiel die Steuerung des optischen Brechungsindex eines Flüssigkristall gewählt, und als solcher Flüssigkristall dient bei diesem Beispiel ein Kristall aus Methoxybenzylidenbutylanilin, welche Substanz im folgenden kurz mit MBBA bezeichnet werden soll, und dieser als Beispiel gewählte Flüssigkristall gehört zum nematischen Typ.

Zum besseren Verständnis dieser speziellen Anwendung der Erfindung auf den Fall von Flüssigkristallen ist es erforderlich, zunächst einige Präzisierungen für dieses Material und seine optischen Eigenschaften zu machen.

Die Einwirkung eines elektrischen Feldes auf einer»' Flüssigkristall kann je nach den Einsatzbedingungen zu zwei verschiedenen Effekten führen:

1.) Das elektrische Feld ermöglicht die Injektion von Ionen in das Innere des Flüssigkristalls; diese Ionen durchschneiden beim Durchgang von einer Elektrode zur anderen den Flüssigkristall und rufen in ihm eine zellulare Wirbelbewegung hervor, die mit der Möglichkeit einer Streuung des Lichts verbunden istj dieser Effekt wird in der angelsächsischen Literatur mit dem Ausdruck "Dynamic Scattering Mode" bezeichnet. Diese Streuung des Lichtes bringt bei dessen Durchgang durch den Flüssigkristall eine Opazität der Flüssigkristallschicht mit sich. In diesem Bereich kann die anliegende Spannung eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung von niedriger Frequenz (unterhalb 100 Hz) sein. Die temporäre Reaktion des Flüssigkristalle bei Anlage eines elektrischen Feldes E zeigt eine Anstiegszeit, die wie l/E oder l/E variiert,

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und eine Abfallzeit nach Aufhören der Erregung, die eine Punktion der Viskosität des Flüssigkristalls ist.

2.) Bei einer anderen Erscheinung führt das am Flüssigkristall anliegende elektrische Feld unter Einwirkung auf das Bipolmoment seiner Moleküle zu deren kollektiver Orientierung. Um diesen Ordnungszustand aufrechtzuerhalten, darf es im Flüssigkristall keine Störung und insbesondere keinen Durchgang von Ionen geben;

muß

auch ' in diesem Falle/die Steuerspannung eine Wechselspannung mit einer Frequenz sein, die oberhalb der Frequenz für d^JLe Relaxation der Ladungen im Flüssigkristall, also weit oberhalb 100 Hz liegt, oder sie muß Änderungen beliebiger Form erfahren, wobei weiter vorauszusetzen ist, daß ihr Mittelwert gleich 0 ist. Betrachtet man dabei einen Flüssigkristall, dessen Moleküle ein senkrecht zu ihrer großen Achse verlaufendes Dipolmoment aufweisen, so verläuft die anfängliche Orientierung der Moleküle ohne ein anliegendes elektrisches Feld normal zu den Wänden der Zelle. Das elektrische Feld sucht dann die Dipolmomente der Moleküle auf seine eigene Richtung auszurichten und die Moleküle an die Wände der Zelle anzulegen; damit ergibt sich für die optische Achse des Flüssigkristalls die Möglichkeit zu einer Drehung um 90° unter der Einwirkung des elektrischen Feldes, was wiederum eine Änderung des opüschen Brechungsindex des Flüssigkristalls mit sich bringt. Die temporäre Reaktion dieser Änderung des Brechungsindex zeigt bei Anlage einer Wechselspannung eine Anstiegszeit, die umgekehrt proportional zum Quadrat des anliegenden elektrischen Feldes ist. Die Abklingzeit für diese Änderung des optischen Brechungsindex nach Aufhören

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der elektrischen Erregung ist proportional zum Quadrat der Dicke der Flüssigkristallschicht.

In der Darstellung in Fig. 2 ist das gleiche Beispiel herausgegriffen, wie es auch in Pig.l dargestellt ist, jedoch bezieht sich die Darstellung in Fig. 2 auf die Anwendung eines Kodierverfahrens gemäß der Erfindung.

Zum Kodieren der Zeilen x., wird an die zugehörige Zeilenleitung eine Spannung V,, die dem Erregersignal A. entspricht, und an die übrigen Zeilenleitungen eine Spannung 0 angelegt. Zur Kodierung der drei Bits in dieser Zeile x. wird an die zur Spalte Y₁ gehörige Spaltenleitung die Spannung V-,, an die zur Spalte y₂ gehörige Spaltenleitung die Spannung Vp und an die zur Spalte y, gehörige Spaltenleitung die Spannung V^ angelegt, da die Speicherzelle a.» das logische Niveau 1, die Speicherzelle a.p das logische Niveau 0 und die Speicherzelle h.y, wieder das logische Niveau 1 verkörpern sollen. Die Spannung Vp ist dabei in Phase mit der Spannung V₁, und die Spannung V-* ist zur Spannung Vp symmetrisch in Bezug auf die Spannung 0. Dies bedeutet, daß bei Verwendung von Gleichspannungen als Erregersignale die Spannungen V₂ und V-, zur gleichen Zeit, aber mit zueinander symmetrischen Amplituden (V·, = - Vp) vorhanden sind, während diese Spannungen Vp und V^, bei Verwendung von Wechselspannungssignalen als Erregersignale jeweils den gleichen Momentanwert aufweisen, jedoch gegenphasig zueinander sind.

Die Änderung An des optischen Brechungsindex η nimmt für einen Punkt eines Flüssigkristalle, der den aufeinander-

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folgenden Spannungen W₁, bekanntlich die Form an:

j ausgesetzt ist,

_n =Ai exp. A 2 Wj²

OO

sodaß sich für den Speicherpunkt a₂₂ mit dem logischen Niveau 1 die Beziehung:

exp. A

(V

² + 2V₂ ²

und für den Speicherpunkt a^, mit dem logischen Niveau die Beziehung:

OO

exp. A

(V₁ + V₂)² + 2

oder die Beziehungen:

exp. A

· ^A

<^V1 ⁺

Cv₁ -

+ 2V

ergeben.

Ausgehend von diesem Beispiel sieht man daher, daß die Auswirkung des Akkumulationseffektes darin besteht, daß die Änderung Λ η des Brechungsindex η an jedem Punkt mit dem gleichen Koeffizienten multipliziert wird, der sich bei diesem Beispiel berechnet zu exp. j 2AV-* , und daß dieser Koeffizient überdies nicht von dem durch den

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jeweiligen Speicherpunkt zu verkörpernden logischen Niveau abhängt.

Allgemein ergeben sich für eine Speichermatrix mit k Zeilen und einer beliebigen Anzahl von Spalten die Beziehungen:

An_oo exp

. A [(V₁

V,)¹

exp,

A(Ic-I)V,

OO

exp. A

(V₁ -

exp

A (k-1

Dabei sind die Ausdrücke exp. A ί (V, + V,) und exp. A /(V₁ - V-i) j charakteristisch für die logischen Niveaus 1 bzw. O.

In Fig. 3 sind in Form eines Diagramms die Spannungen dargestellt, die an die verschiedenen Zeilenleitungen und Spaltenleitungen eines Speichers auf FlUssigkristallbasis anzulegen sind, der die Zeilen Y₁, y₂, y-, ... y^ und die Spalten X₁, x_o, x-, ... x. aufweist. Außerdem sind in Fig. die an den einzelnen Speicherpunkten zu verkörpernden logischen Niveaus 1 oder O angegeben.

Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden als Erregersignale bipolare Signale verwendet. Das Erregersignal V₁ besteht aus zwei Rechteckimpulsen von gleicher Dauer und einander entgegengesetzter Amplitude +V₁ bzw. -V₁, von denen der erste Impuls positiv und der

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zweite Impuls negativ ist; das Erregersignal Vp besteht aus zwei Rechteckimpulsen gleicher Dauer wie das Erregersignal V, mit den Amplituden +V, bzw. -V,, wobei der erste Rechteckimpuls positiv ist und die Erregersignale V, und Vp in Phase zueinander sind; das Erregersignal V- schließlich ist identisch mit dem Erregersignal V₂* jedoch ist der erste Rechteckimpuls ein negativer Impuls.

Die mittlere Darstellung b und die untere Darstellung c in Fig.3 geben die angelegten Spannungen als Funktion der Zeit wieder.

Zum Kodieren der ersten Zeile X₁ wird an die entsprechende Zeilenleitung im Zeitpunkt t, das Signal V, und an alle übrigen Zeilenleitungen das Signal 0 angelegt. An die den Spalten y-, y₂, ... y. entsprechenden Spaltenleitungen werden in gleicher Weise im Zeitpunkt tp die Signale V·,, V,, V₂, ...Vg angelegt, was in Fig. 3 durch die bipolaren Impulse 2, 4, 6 und 8 dargestellt ist. In gleicher Weise wird für die Kodierung der Zeile χ. an die entsprechende Zeilenleitung im Zeitpunkt t. das Signal V, und an alle übrigen Zeilenleitungen das Signal 0 angelegt. Im gleichen Zeitpunkt t^ werden an die den Spalten y,, y₂, ... y. entsprechenden Spaltenlei'tungen die Signale V,, V-,, V₂, ... V, angelegt, wie dies in Fig. 3 durch die bipolaren Impulse 12, 14, 16, 18 angedeutet ist.

Jeder bipolare Impuls wird einer Zeilenleitung oder einer Spaltenleitung während einer konstanten Zeitdauer t_ zugeführt.

Die Verwendung von bipolaren Signalen ist von besonderem

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Vorteil. Wie nämlich unten noch gezeigt werden wird, werden die Spannungen an die Flüssigkristalle über Elektroden angelegt, die zu beiden Seiten der Flüssigkristallschicht angeordnet sind. Durch die Anlage eines bipolaren Signal wird eine Polarisation dieser Elektroden vermieden; da nun die Beziehung zwischen der Erregung (Spannung) und der optischen Kenngröße (Brechungsindex n) symmetrisch ist (in diesem Spezialfa.ll quadratisch), liegen insgesamt die gleichen Verhältnisse vor, als wenn ein Gleichspannungssignal angelegt würde.

Diese Steuerungsweise kann mit besonderem Vorteil mit einem Steuerverfahren für eine optische Kenngröße eines Materials kombiniert werden, wie es in der Patentanmeldung P 23 43 373·0 der Anmelderin beschrieben ist.

Dieses Verfahren besteht darin, für die Steuerung der optischen Kenngröße an den Speicherpunkten während einer begrenzten Zeit höhere Spannungen anzulegen und dabei die temporäre Reaktion des verwendeten Effekts zu berücksichtigen. Für den Fall einer Steuerung nach der Kreuzstabmethode wird dieses Verfahren unabhängig von der Art des verwendeten Materials von besonderem Vorteil. Um nämlich eine schnelle Kodierung zu erhalten, ist es im allgemeinen erforderlich, mit einer Erregung von höherem Wert zu arbeiten. Dies hat jedoch zur Folge, daß nicht nur der zu kodierende Punkt selbst, sondern auch seine Nachbarpunkte eine Sensibilisierung erfahren. Für den Spezialfall der Flüssigkristalle zeigt es sich nun, daß zur Vermeidung dieses Phänomens die angelegten Spannungen auf den dreifachen Wert der Schwellenwertspannung für den

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verwendeten elektrooptischen Effekt begrenzt werden müssen, was vielfach unzureichend ist, um eine rasche Kodierung zu erhalten.

Daher werden mit Vorteil die Erregersignale A,, Ap und k-z - in Form von Gleichspannungssignalen, bipolaren Signalen oder Wechselspannungssignalen - während einer Zeitdauer t mit Amplitudenn A, ', Ap' und A-,' (Ap^f = A·*') von solcher Größe angelegt, daß am Ende der Zeitdauer t_Q die temporäre Reaktion des verwendeten optischen Effekts für die Erregungen A₁ + A₂ und A. + A^, die Werte E, bzw. Ep angenommen hat.

In Fig.4 ist ein AusfUhrungsbeispiel für einen optischen Speicher perspektivisch dargestellt, wie er allgemein als Abbildungseinrichtung bezeichnet wird.

Die dargestellte Abbildungseinrichtung besitzt zwei transparente Wände 20 und 22, die zu beiden Seiten eines Abstandsringes 24 aus isolierendem Material angeordnet sind, der seinerseits ein Volumen 26 definiert, das im fertigen Speicher von einer Flüssigkristallschicht erfüllt wirdj jede der beiden Wände 20 und 22 trägt ein Elektrodensystem, das aus einer Serie von zueinander parallelen,. semitransparenten und elektrisch leitenden Bändern besteht, die für das eine Elektrodensystem mit x^ und für das andere Elektrodensystem mit y. bezeichnet sind. Die nutzbare Oberfläche der Flüssigkristallschicht wird auf diese Weise in eine Mehrzahl von "Punkten" zerlegt, von denen jeder einer Überdeckungszone für zwei Elektrodentänder der beiden Elektrodensysteme entspricht, so daß sich die einzelnen Speicherzellen durch die Überschneidung

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jeweils zweier Bänder x^ und y. definieren lassen. Die Sensibilisierung jeder solchen Speicherzelle oder, wenn man so will, die Steuerung einer optischen Kenngröße des in der dieser Speicherzelle entsprechenden Zone enthaltenen PlUssigkristalls vollzieht sich in der Weise, daß an die passenden Elektroden elektrische ' Spannungen angelegt werden, die im Inneren des Flüssigkristalls an der entsprechenden Speicherzelle ein elektrisches Feld entstehen lassen. Auf diese Weise kann man ein Bild erzeugen, das punktweise definiert ist. Dieses Bild läßt sich im übrigen in der Weise erzeugen, daß die verschiedenen Punkte nacheinander sensibilisiert werden; zu diesem Zwecke muß das ausgenutzte Phänomen eine hinreichend große Abklingzeit zeigen, damit die an einem sensibilisierten Punkt eingespeicherte Information über die ges^amte Abtastdauer für alle Punkte des , Speichers erhalten bleibt.

Beim Betriebe des dargestellten Speichers werden die Zeilen x.* nacheinander mit einer Spannungsquelle verbunden, die bei Beginn jedes zu kodierenden Wortes während der Zeitdauer t einen bipolaren Impuls mit der Signalspannung V, abgibt. Die Spalten y. werden je nachdem, ob der logische Zustand 1 oder der logische Zustand 0 zur Anzeige gebracht werden soll, entweder mit einer Spannungsquelle, die während der Zeitdauer t eine bipolare Spannung Vp abgibt;,oder mit einer Spannungsquelle verbunden, die während der gl<
polare Spannung V-, abgibt.

bunden, die während der gleichen Zeitdauer t eine bi-

Die Anlage der Spannung V, oder 0 an die den Zeilen x. entsprechenden Zeilenleitungen wird durch das Erscheinen des

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Beginns jedes einzuspeichernden Wortes gesteuert. Der Übergang von einer Zeile zur nächsten vollzieht sich mit Hilfe eines Umschalters bekannter Art, und da die S pannungen Vp und V-z einander zwar gleich, aber gegenphasig sind, kann man für ihr· Erzeugung eine einzige Spannungsquelle verwenden, die beispielsweise das Signal Vp abgibt. Diese Spannung wird dann den Spaltenleitungen unmittelbar zugeführt, in deren zugehörigen Spalten der logische Zustand 0 angezeigt werden soll, den Spaltenleitungen dagegen, in deren zugehörigen Spalten der logische Zustand 1 angezeigt werden soll, wird diese Spannung V₂ auf dem Wege über einen Inverter zugeführt. Die beiden Spannungsquellen für die Spannungen V, und V₂ werden selbstverständlich synchron zueinander betrieben, und die Stellung des Umschalters wird durch das dem jeweiligen Bitimpuls des einzuspeichernden Signals zugehörige logische Niveau 1 oder feesteuert.

Wie bereits oben erwähnt, läßt sich das beschriebene Steuerverfahren auch auf andere Materialien anwenden, wenn diese einen symmetrischen Zusammenhang zwischen der anliegenden Erregung und der zu steuernden optischen Kenngröße zeigen. Solche anderen Anwendungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren sind unter anderem auch in der bereits erwähnten Patentanmeldung P 23 43 373.0 der Anmelderin besehrieben.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum sequentiellen Steuern einer eine quadratische Punktion einer Erregung darstellenden und jeweils einen von zwei Werten E, und Ep annehmenden optischen Kenngröße an verschiedenen, jeweils durch die Überschneidung von zu Zeilen und Spalten angeordneten Leitungen definierten Punkten eines Materials mittels längs dieser Leitungen laufender ErregersignaIe, dadurch geken η zeichne t, daß an die durch einen Punkt, an dem die optische Kenngröße gesteuert werden soll, gehende Zeilenleitung ein Erregersignal A, und an alle übrigen Zeilenleitungen das Signal 0 angelegt wird, während an die durch den Punkt gehende Spaltenleitung für eine Umsteuerung der optischen Kenngröße auf den Wert E- ein mit dem Erregersignal A. gleichphasiges Erregersignal A_?, für eine Umsteuerung der optischen Kenngröße auf den Wert Ep jedoch ein in Bezug auf den ^Nullpegel für die Erregersignale zum Erregersignal Ap symmetrisches Erregersignal A^ und an alle übrigen Spaltenleitungen das Erregersignal A angelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der optischen Kenngröße für alle Punkte längs einer Zeile gleichzeitig gesteuert wird, indem an die den Punkten, an denen die optische Kenngröße auf den Wert E₁ gesteuert werden soll, entsprechenden Spaltenleitungen das Erregersignal A_g und an alle übrigen Spaltenleitungen das Erregersignal A, angelegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, .dadurch gekennzeichnet, daß als Erregers!gnale A₁, Ap und A, Gleichspannungssignale verwendet werden.

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4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Erregersignale A., Ap und A., Wechselspannungssignale mit gleicher Frequenz und gleichem Effektivwert verwendet werden, von denen die Signale A₁ und Ap gleichphasig und die Signale Ap und A-* gegenphasig sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Erregersignale A₁, Ap und A-, bipolare Signale verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,daß die Erregersignale A-, Ap und A., während einer Zeitdauer t mit solchen Amplituden angelegt werden, daß am Ende der Zeitdauer t die temporären Reaktionen der optischen Kenngröße für die Erregersignale A₁ + Ap und A₁ + A, die Werte E₁ bzw.E₂ annehmen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß als in einer optischen Kenngröße zu steuerndes Material eine Mehrzahl von Flüssigkristallen vom nematischen Typ gewählt und als ErregerSignale A₁, Ap und At₅ elektrische Spannungen angelegt werden.

8. Abbildungseinrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zelle mit einer Flüssigkristallschicht, in der eine optische Kenngröße C von einem elektrischen Feld abhängt, das an zwei die Flüssigkristallschicht zwischen sich einschließenden und ihrerseits auf zwei isolierenden Wänden angeordneten transparenten Elektrodensystemen anliegt, die- eine Mehrzahl von Erregungspunkten in der Flüssigkristallschicht festlegen, eine elektrische Schaltung mit den ErregerSignalen A₁, Ap und A, zugeordneten Spannungs-

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quellen und eine Adressiereinrlchtung zum Verbinden dieser Spannungsquellen mit den Elektroden jedes Speicherpunktes aufweist.

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